一种沃式葡萄球菌及其在农药废水的生物强化降解中的应用制造技术

本发明专利技术公开一种沃式葡萄球菌及其在农药废水的生物强化降解中的应用，所述沃式葡萄球菌分类命名为沃式葡萄球菌（Staphylococcus warneri），菌株名为JG

【技术实现步骤摘要】
一种沃式葡萄球菌及其在农药废水的生物强化降解中的应用


[0001]本专利技术属于环境微生物领域，具体涉及一种沃式葡萄球菌及其在农药废水的生物强化降解中的应用。

技术介绍

[0002]除草剂既可用作土壤处理剂也可用作茎叶处理剂，广泛用于大豆田、花生地及林地杂草的防除。按照除草剂的不同化学结构，可以分为很多种，如苯甲酸类、环己烯酮类、酰胺类、咪唑啉酮类、磺酰脲类、嘧啶水杨酸类、磺酰胺类等。目前在有效登记状态的农药产品超过4万个，除草剂数量逐年上升。但随着农药残留及其淋溶入地下水，对农作物的轮作及水生生态系统产生了一定影响。因此寻找一种绿色高效的方法降低其在环境中的残留依然是世界各国研究的热点。大量文献表明，除草剂可以通过植物、动物、微生物和紫外线辐射等作用使其降解，其中，生物修复因其效果好、无二次污染等特点，已成为清除环境中农药污染的重要手段。
[0003]生物强化，即将目的菌株或者菌群接种到污水处理反应系统中以改善特定物质分解代谢的过程，其通过外加微生物来强化污水生物处理的菌群，将污染物转化为危害性更低的化合物来有效减少污染物负荷。一种方式是向反应系统中加入经驯化的纯菌株或者菌群，或者基因工程细菌；另一种是加入与生物降解相关的基因，把目的基因包埋在载体再进行投加。高效的生物强化方法能迅速降低污染物对系统中的微生物群落的毒性，或者有利于选择“合作者”通过协同作用处理复杂污水。
[0004]咪草酸、咪唑喹啉酸属于咪唑啉酮类除草剂。咪草酸、咪唑喹啉酸是两性分子，具有酸性羧基和碱性喹啉官能团，具有中等水溶性并且可以渗入地下水中。咪唑喹啉酸在食用鱼中的生物蓄积引起了人们对其对人类健康潜在影响的关注。因此，从应用或污染现场快速消除助于保护环境和人类健康。2
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甲基喹啉、2,3
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喹啉二甲酸是合成咪草酸、咪唑喹啉酸等咪唑啉酮类化合物的重要中间体，在药物分子、农药、染料及功能材料等领域有着广泛的应用。由于喹啉在各个领域中均有广泛的应用，因此进入环境的途径有很多种。研究表明，喹啉具有较低的可生物降解性，且喹啉自身具有毒性、致癌和致畸效应，如果不能有效降解，一旦排入环境体系，经过生态系统富集后，将对环境和人类造成极大的危害。
[0005]咪草酸、咪唑喹啉酸及其中间体在环境中的演变取决于受纳水体的pH值，酸性环境限制它们的流动性并减缓生物降解的速率。迄今为止，已有少数报道针对单一咪唑喹啉酸的生物降解技术，挑战在于研发多种除草化合物的微生物降解方法且保证不受环境影响。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一株能够降解多种除草剂及其中间体且在酸性条件下还能快速实现其降解的微生物。
[0007]本专利技术还要解决的技术问题是提供一种由上述沃式葡萄球菌制备得到的菌剂及
其制备方法。
[0008]本专利技术还要解决的技术问题是提供上述沃式葡萄球菌和上述菌剂在降解除草剂中间体中的应用。
[0009]为了解决上述第一个技术问题，本专利技术公开了一种沃式葡萄球菌，其分类命名为沃式葡萄球菌（Staphylococcus warneri），菌株名为JG
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3，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2022年2月28日，保藏编号为CGMCC No. 24442。
[0010]沃式葡萄球菌主要生物学特性：菌体染色呈革兰氏阳性，镜下为粗大的短球杆状，多为单个或短链状排列（如图1所示）；该菌株在琼脂培养基上形成边缘整齐、表面光滑且不透明的乳白色或淡黄色的凸起状单菌落；在 LB 液体培养基中呈白色絮状生长。所述沃式葡萄球菌（Staphylococcus warneri）的16s核糖体亚基基因序列如SEQ ID NO.1所示。
[0011]本专利技术所提供的沃式葡萄球菌（Staphylococcus warneri），能够以除草剂中间体作为唯一碳源进行生长；当除草剂中间体初始浓度1g/L时，将沃式葡萄球菌（Staphylococcus warneri）制备的菌剂按10%的体积比接种到无机盐培养基中，24h后除草剂中间体降解率可达到95.17%以上。
[0012]为了解决上述第二个技术问题，本专利技术公开了一种菌剂，由本专利技术所述沃式葡萄球菌制备所得。
[0013]在一种实施方式中，本专利技术提供了一种由上述沃式葡萄球菌制备得到的液体菌剂，制备方法为：（1）挑选沃式葡萄球菌JG
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3单菌落接种于LB培养基摇瓶中，振荡培养至对数期；（2）将步骤（1）得到的菌种按体积比为5%
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10%的接种量接种入种子罐，培养至对数生长期，得到种子液；（3）将种子液按体积比1%
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5％的接种量接入生产罐培养，发酵完成后即得液体菌剂。
[0014]其中，所述LB培养基配方为：4g/L酵母粉、8g/L蛋白胨、8g/L氯化钠，pH 7.0
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7.5。
[0015]生产罐所用培养基和种子罐培养基相同，培养基配方为：葡萄糖8g/L，酵母膏5g/L，K2HPO
4 1g/L，NaCl 5g/L，CaCO
3 2g/L，MgSO
4 0.2g/L，大豆油0.1％(v/v)，pH值7.0
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7.5。
[0016]在种子罐和生产罐的培养过程中无菌空气的通气量为1: 0.6
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1.2，搅拌速度为180
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240 rpm，培养温度为35℃，全流程培养时间为48
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96小时。
[0017]优选地，发酵结束后菌体数量达到108个/mL以上。
[0018]为了解决上述第三个技术问题，本专利技术公开了所述沃式葡萄球菌和所述菌剂在降解除草剂中间体中的应用。
[0019]其中，所述除草剂及其中间体为咪草酸、咪唑喹啉酸、2
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甲基喹啉、2，3
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喹啉二甲酸中的任意一种或多种组合。
[0020]在一些实施例中，所述沃式葡萄球菌和所述菌剂按照1%~5%的体积比接种到含除草剂中间体的待降解物中；在一些实施例中，所述沃式葡萄球菌和所述菌剂按照5%~10%的体积比接种到含除草剂中间体的待降解物中。
[0021]在一些实施例中，所述应用为在处理含除草剂中间体废水中的应用。在一些实施例中，所述降解的温度为20
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30℃。
[0022]在一些实施例中，待降解产物的pH为3
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8。
[0023]在一些实施例中，待降解产物中，除草剂中间体含量为0.1
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1g/L。
[0024]在一些实施例中，所述除草剂中间体为咪草酸、咪唑喹啉酸、2
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甲基喹啉、2,3
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喹啉二甲酸中的任意一种或多种组合。有益效果：本专利技术提供了一株能降解除草剂中间体生产废水的沃式葡萄球菌，所述沃式葡萄球菌能高效降解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一株沃式葡萄球菌，其分类命名为沃式葡萄球菌（Staphylococcus warneri），菌株名为JG
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3，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为2022年2月28日，保藏编号为CGMCC NO. 24442。2.一种菌剂，其特征在于，由权利要求1所述的沃式葡萄球菌制备得到。3.根据权利要求2所述的菌剂，其特征在于，所述菌剂为液体菌剂，其通过如下方法制备得到：（1）挑选沃式葡萄球菌JG
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3单菌落接种于LB培养基摇瓶中，振荡培养至对数期；（2）将步骤（1）得到的菌种按体积比为5%
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10%的接种量接种入种子罐，培养至对数生长期，得到种子液；（3）将种子液按体积比1%
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5％的接种量接入生产罐培养，发酵完成后即得液体菌剂。4.根据权利要求3所述的菌剂，其特征在于，生产罐所用培养基和种子罐培养基相同，培养基配方为：葡萄糖8g/L、酵母膏5g/L、K2HPO
4 1g/L、NaCl 5g/L、CaCO
3 2g/L、MgSO
4 0.2g/L、大豆油0.1％(v/v)，pH值7.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立伟，孙佳佳，蔡舒，
申请(专利权)人：江苏聚庚科技有限公司，
类型：发明
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